הניסוי של יארבוס

חתימת שפם

הינך נמצא כאן

חולדות מפעילות את שפמיהן באופן שונה בהקשרים שונים. פעולת השפם מאפשרת לנבא את תנועותיה של החולדה

לאן מכוונים החושים? בניסוי קלאסי משנות ה-60 הציג אלפרד יארבוס תמונות לנבדקים ועקב אחר תנועות האישונים שלהם. הפסיכולוג הרוסי הראה כיצד האופן שבו אנו "דוגמים" את העולם באמצעות העיניים משתנה לפי ההקשר: כאשר שאל לגיל המצולמים – האישונים נעו בין העיניים, השפתיים וכפות הידיים, וכאשר שאל למעמדם הכלכלי – המבט הופנה ללבוש ולחפצים. מדעני מכון ויצמן למדע הראו באחרונה כי חולדות מפעילות את שפמיהן באופן דומה: תנועות הזיפים משתנות לפי ההקשר ואף מאפשרות לנבא את תנועותיה של החולדה.

כפי שקורה פעמים רבות במדע, נקודת המוצא למחקר הייתה שונה לגמרי: ד"ר אבנר ולך, שהיה בשעתו חוקר בתר-דוקטוריאלי במעבדתו של פרופ' אהוד אחישר במחלקה לנוירוביולוגיה, פיתח מערכת המפעילה את שפמיהן של חולדות מורדמות. מטרתו הייתה לחקות את האופן שבו חולדות מפעילות את שפמיהן כשהן ערות ולמדוד כיצד תנועות אלה מקוּדדות במוחן. עם התקדמות המחקר הבין ד"ר ולך כי אין לו די מידע על תנועת שפם טבעית. "התחלתי לאסוף נתונים מכל מיני מקומות, כולל נתונים ש'שכבו' במעבדה שלנו ללא שימוש", מספר ד"ר ולך. "מהתבוננות בנתונים, הדבר הראשון שבלט לעין הוא שיש הבדלים גדולים מאוד באופן שבו החולדה מזיזה את השפם בהקשרים שונים – למשל, אם החולדה מתרוצצת חופשי או להבדיל, כפי שקורה בהרבה מאוד ניסויים, אם הראש או הגוף שלה מקובעים או אם מדללים את שפמה, כך שיהיה קל יותר לעקוב אחר תנועתו". 

ד"ר ולך, ביחד עם ד"ר טס בייקר אורם וד"ר דוד דויטש שהיו בשעתו תלמידי מחקר במעבדה, התחיל להכניס סדר בנתונים הגולמיים וניסה למפות את תנועות השפם לפי שורה של פרמטרים, בהם כיוון תנועת הזיפים, טווח התנועה, המהירות והרטט. ניתוח הנתונים העלה כי כאשר החולדות חופשיות לנוע כרצונן, לתנועת השפמים יש מאפיינים קבועים למדי: טווח התנועה הינו קטן יחסית וניכר דגש מיוחד על תנועה לפנים: 70% מהזמן הוקדש לתנועה איטית וחקרנית קדימה, בעוד 30% בלבד לתנועה מהירה לאחור; באופן דומה, 70% מרטיטות השפם התרחשו עם תנועת הזיפים קדימה ורק 30% בזמן תנועתם לאחור. 

קל לשער כי פעולה זו של השפם משקפת את תנועתה קדימה של החולדה וציפייתה להיתקל בעצמים עם כיוון ההתקדמות, אך החוקרים הבחינו בדבר מה נוסף: תזמון הרטיטות אפשר להם לנבא את התנהגות החולדה. רטיטוֹת שפם (pumps), מעין הפרעות קטנות בתנועתם החלקה והמחזורית של הזיפים, הן משתנה משמעותי במיוחד שנחקר רבות במעבדתו של פרופ' אחישר. "מעבודותיהם של ד"ר דויטש, ד"ר בייקר אורם וד"ר דנה שרמן (שגם היא הייתה בשעתו תלמידת מחקר במעבדה), התברר כי חולדות מרטיטות את שפמיהן כשהן בוחנות עצמים", אומר ד"ר ולך. "עם זאת, עד כה היה נהוג לחשוב שכאשר השפם רוטט באוויר הפתוח, ללא מגע בעצם כלשהו, מדובר במנגנון סנכרון או תיקון תנועה. אנחנו ראינו שאם מסתכלים על תנועת הזיפים ברזולוציה גבוהה, אפשר למעשה לזהות לאן מופנית תשומת הלב המרחבית של החולדה ולנבא לאן היא עומדת להתקדם או להפנות את הראש". 

""כחוקרים, עלינו לזכור, שהאופן שבו אנו מבצעים ניסויים, מחלחל לבעל-החיים עד לרמת התא הבודד"

כשהחולדות לא היו בתנועה – בין אם מבחירה או כתוצאה מקיבוע הראש – השימוש שלהן בשפם השתנה לגמרי במצבים אלה טווח התנועה היה גדול בהרבה והזמן שהוקדש לתנועה לפנים ולאחור היה פחות או יותר שווה – וכך גם מספר הרטיטות של השפם בתנועה לפנים ולאחור. החוקרים שיערו כי החולדות מרחיבות את פעולת החישה שלהן על-פני כל הטווח האפשרי כדי לפצות על אובדן דרגת החופש שנגרם מקיבוע הראש. "ממצאים אלה מציעים פתרון לחידה פתוחה בספרות המחקרית", אומר ד"ר ולך. "בניסויים שונים, שבהם התבוננו בפעילות המוחית של חולדות בזמן שימוש בשפם, דווח כי תאים רבים מקודדים תנועה לאחור; ממצאים אלה נותרו עד כה ללא הסבר מניח את הדעת. מהניתוח שלנו עולה כי ייתכן שהסיבה לכך נובעת פשוט מתנאי הניסוי: בכך שקיבעו את ראשן, החוקרים למעשה גרמו לחולדות לדגום את העולם אחרת". 

בדומה לניסוי של יארבוס, ובאופן יוצא דופן בחקר המוח כיום, המחקר הנוכחי מבוסס על תצפיות התנהגותיות בלבד, ללא כל מדידה של פעילות מוחית. שני הניסויים מדגימים את חשיבות התפיסה של המערכת החושית-תנועתית כמעגל סגור שאין בו נקודת התחלה, אמצע וסוף – כלומר לא תפיסה חד-כיוונית של גירוי סנסורי שמוביל לתגובה מוטורית, אלא מעגל היזון חוזר שבו עצם תפיסת המציאות משתנה בהתאם לתנאים, לנסיבות ולצרכים באותו הרגע. אומר ד"ר ולך: "אחת המשמעויות של מאפיין בסיסי זה של המערכת היא שעלינו לזכור, כחוקרים, שהאופן שבו אנו מבצעים ניסויים, מחלחל לבעל-החיים עד לרמת התא הבודד".

מספרי מדע

מהירות תנועת השפם של החולדה יכולה להגיע ל-1,000 מעלות בשנייה ושינוי כיוון התנועה בעקבות מגע עם עצם כלשהו מתרחש בתוך 17 אלפיות השנייה.

שתף

הניסוי של יארבוס